Network : 네트워크 계층

본 글은 Inflearn의 '네트워크, 그림으로 이해하자' 강의를 듣고 정리한 글입니다.
본 글은 강의를 수강한 입장에서 복습을 더 쉽게 하기 위한 글입니다.
강의가 상당히 입문자도 잘 수강할 수 있게 짜여져 있습니다. 추천합니다.

네트워크, 그림으로 이해하자

4. 네트워크 계층

• 개요
  • 한 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 전송하는 과정 규정
  • 주요 NW 기기 : 라우터
  • 주요 프로토콜 : IP, ICMP, NAT 등
  • 데이터 단위 : 패킷 (with IP헤더)
• IP
  • 비신뢰성 : 신뢰성은 L5에서?
  • 비연결성 :
  • 주소 지정
  • 경로 설정 : 라우팅
  • IP 주소 : 각 기기 식별 논리적 주소
• 서브넷 마스크
  • 서브넷팅 : IP 주소를 클래스로 구분하는 방법, 네트워크를 분할하는 것
    • IP 주소 낭비 방지를 위함
  • 서브넷 : 분할된 네트워크
  • 서브넷 마스크 : 네트워크 ID와 호스트 ID를 식별하기 위한 값
    • 192.255.10.1/24 ⇒ C 클래스
    • 192.255.10.1/28 ⇒ C 클래스, 서브넷팅으로 사용, 서브넷 갯수 : 2^4 = 16
• IP 패킷 / IP 헤더
  • IP 패킷 : 캡슐화시 IP 헤더가 붙음 / 역캡슐화시 IP 헤더 제거
  • IP 헤더 : 출발지 IP / 목적지 IP 주소 등 다양한 내용
• 라우터
  • 한 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 전송하는 네트워크 기기
  • 패킷을 목적지 IP까지 최적의 경로로 전송할 수 있게 돕는 역할 (라우팅)
  • 전송 도중 이더넷 헤더와 FCS는 교체되어 MAC 주소가 바뀜 (ARP 활용)
  • IP 헤더의 IP주소는 그대로!
• 라우팅 프로토콜
  • 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜
  • 라우팅 : 현재 NW에서 다른 NW로 최적의 경로를 선택하는 과정
  • 정적 라우팅 / 동적 라우팅
  • AS : Autonomous System
    • 한 기관, 개인이 관리하는 라우팅의 집합. 일종의 자율 시스템
  • 동적 라우팅 프로토콜
    • IGP : Internal Gateway routing Protocol
      • AS 내부에서 프로토콜
    • EGP : Exterior Gateway routing Protocol
      • AS 간 프로토콜
    • 주요 : RIP, BGP 등
• RIP
  • 목적지로 도착하기까지 홉 수 정보를 저장하고 인접 라우터와 주기적으로 정보를 공유하는 방법
    • IGP에서 주로 사용되는 방법
  • Hop Count? 목적지 도착 위해 거쳐야하는 링크/라우터 수
  • 일반적으로 30초마다 라우팅 테이블 갱신
  • 거리 벡터 라우팅 프로토콜 / Bellman-Ford 프로토콜
  • UDP 520번 포트 사용
  • 느린 수렴으로 인한 여러가지 보강 정책 있음
• OSPF
  • 가장 많이 사용하는 IGP
  • 링크 상태 알고리즘 및 광고기법 사용 ⇒ OSPF 메시지 주고받으며 링크상태 DB갱신
  • 다익스트라로 최적 경로 계산 ⇒ 각 노드에서 특정노드 최단거리
  • 신속한 경로갱신
  • 계층적 구조
    • 백본 영역 (다른 AS와 맞닿아있는 영역)
      • 경계 라우터
      • 백본 라우터
    • 다른 영역
      • 영역 경계 라우터
• NAT
  • 사설 IP ⇒ 공인 IP 변경
    • 사설 네트워크에서 인터넷 (공용 네트워크) 통신하게 해주는 프로토콜
  • NAT 테이블
    • 요청시 IP 헤더의 출발지 사설 IP 주소를 출발지 공인 IP 주소로 (응답시는 역으로)
• ARP
  • 목적지 IP주소를 통해 목적지 ARP 주소를 알아내는 주소 획득 프로토콜
  • 브로드캐스트로 요청, 유니캐스트로 응답
  • ARP 캐시
    • 획득한 목적지 정보를 20분동안 저장
    • 저장 후 또 MAC 주소 요청이 들어오면 캐싱 사용
• ICMP
  • 목적지 IP로의 데이터 전송 여부를 확인할 수 있게하는 프로토콜
  • 에러 보고(Reporting) / 질의 (Query) 가능
  • Ping : 지정한 IP주소와 통신할 수 있는지 확인하는 명령어 ⇒ ICMP Echo req/res
  • ICMP type에 따라서 메시지가 바뀜
    • 만약 중간에 뭐로 막혀서 못가면 그 상황의 라우터가 다시 출발지 PC로 안됨. 이라 보냄
  • ICMP 헤더
    • 타입, 코드, 체크섬